JP2022151243A - 切断装置、及び、切断品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハーフカットによって切断対象物上に形成される溝の深さのばらつきを抑制可能な切断装置等を提供する。【解決手段】切断装置は、切断対象物にハーフカット溝を形成するように構成された切断装置であって、テーブルと、ブレードが取り付けられるスピンドル部と、検出部と、制御部とを備える。テーブルは、切断対象物を保持する。ブレードは、切断対象物を切断しながらテーブルに対して相対的に移動することにより、ハーフカット溝により構成される溝パターンを切断対象物に形成する。検出部は、テーブルに対するブレードの高さを検出する。制御部は、ブレードの高さ方向の位置を制御する。制御部は、ブレードが１つの切断対象物に溝パターンを形成する間、ブレードが切断対象物を切断した長さに応じて検出部にブレードの高さを検出させ、検出された高さが予め定められる要件を充足していない場合に、ブレードの高さ方向の位置を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、切断装置、及び、切断品の製造方法に関する。

特開２０２０－１６１６１５号公報（特許文献１）は、パッケージチップの製造方法を開示する。この製造方法においては、パッケージ基板を分割予定ラインに沿って第１切削ブレードで切削し、ハーフカット溝を形成する（ハーフカットステップ）。その後、パッケージ基板の電極にメッキ処理を施すステップを経て、フルカットステップが実行される。フルカットステップでは、第２切削ブレードによってハーフカット溝が切削され、互いに分離された複数のパッケージチップが得られる。第２切削ブレードは、刃厚が第１切削ブレードよりも薄い。これにより、パッケージチップ間に残るバリの量を低減することができる（特許文献１参照）。

特開２０２０－１６１６１５号公報

パッケージ基板に例示される切断対象物にハーフカット溝を形成するステップでは、ばらつきが少ない深さのハーフカット溝を形成することが重要である。しかし、ハーフカット溝を形成するためのブレードは、予め定められたラインに沿って切削を行う間に摩耗し、同一の切断対象物におけるハーフカット溝の深さにばらつきが生じる。上記特許文献１においては、このような問題の解決手段が開示されていない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハーフカットによって切断対象物上に形成される溝の深さのばらつきを低減可能な切断装置、及び、切断品の製造方法を提供することである。

本発明の一側面に係る切断装置は、切断対象物を厚さ方向に切断することにより、切断対象物にハーフカット溝を形成するように構成された切断装置であって、テーブルと、ブレードが取り付けられるスピンドル部と、検出部と、制御部とを備える。テーブルは、切断対象物を保持する。ブレードは、切断対象物を切断しながらテーブルに対して相対的に移動することにより、ハーフカット溝により構成される溝パターンを切断対象物に形成する。検出部は、テーブルに対するブレードの高さを検出する。制御部は、ブレードの高さ方向の位置を制御する。制御部は、ブレードが１つの切断対象物に溝パターンを形成する間、ブレードが切断対象物を切断した長さに応じて検出部にブレードの高さを検出させ、検出された高さが予め定められた要件を充足していない場合に、ブレードの高さ方向の位置を補正する。

本発明の他の側面に係る切断品の製造方法は、切断対象物を厚さ方向に切断することにより切断品を製造する製造方法であって、以下のステップを含む。
・切断対象物を切断しながら切断対象物に対して相対的に移動する第１ブレードを用いて、切断対象物にハーフカット溝から構成される溝パターンを形成するステップ。
・第１ブレードよりも厚みが薄い第２ブレードを用いて、切断対象物に形成された溝パターンに沿って切断対象物を切断することにより、互いに分離した切断品を得るステップ。
なお、溝パターンを形成するステップは、第１ブレードが切断対象物を切断した長さに応じてブレードの高さを検出するステップと、検出された高さが予め定められた要件を充足していない場合に、ブレードの高さ方向の位置を補正するステップとを含む。

本発明によれば、ハーフカットによって切断対象物上に形成される溝の深さのばらつきを低減可能な切断装置、及び、切断品の製造方法を提供することができる。

実施形態に係る切断装置の平面の一部を模式的に示す図。 実施形態に係る切断装置の一部を側方から見た模式図。 実施形態に係る切断装置の電気的構成を示すブロック図。 半導体パッケージを模式的に示す斜視図。 段差部の形成方法について説明する図。 段差部の形成方法について説明する図。 切断装置の一連の切断動作の流れを示すフローチャート。 検出部による高さ検出の方法を説明する図。 検出部による高さ検出の別の方法を説明する図。

以下、本発明の一側面に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図面は、理解の容易のために、適宜対象を省略又は誇張して模式的に描かれている。また、各図面において各矢印が示す方向は、各図面において共通である。

＜１．第１実施形態＞
[概要]
図１は、第１実施形態に係る切断装置１の平面の一部を模式的に示す図である。切断装置１は、切断対象物を切断するように構成される。ここで、「切断」という用語の概念は、切断対象物を分離して複数の個片化された切断品とすること、及び、切断対象物の一部を除去することを含む。以下、切断対象物を複数の個片化された切断品に分離する切断をフルカットと称し、切断対象物の一部を厚み方向に除去する切断をハーフカットと称することがある。

本実施形態では、切断対象物はパッケージ基板４であり、切断品は半導体パッケージ４０（図４参照）である。半導体パッケージ４０については、後述する。

図１に示すように、切断装置１は、パッケージ基板４を切断することにより、複数の半導体パッケージ４０を製造する。製造された複数の半導体パッケージ４０は、さらに次の工程へと送られる。以下、切断装置１の構成について説明する。

＜１－１．切断装置＞
図２は側方から見た切断装置１の一部を模式的に示す図であり、図３は、切断装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図１～３に示すように、切断装置１は、主に切断ユニット１０と、保持ユニット２０と、検出ユニット３０と、制御ユニット５０と備える。切断装置１は、上記以外のユニットを備えていてもよいことは言うまでもない。たとえば、切断装置１は、パッケージ基板４を供給する基板供給ユニット、パッケージ基板４および／または半導体パッケージ４０検査する検査ユニット、切断された半導体パッケージ４０を洗浄および／または乾燥させる洗浄ユニット、切断された半導体パッケージ４０を収容部に搬送する搬送ユニット等を備えていてもよい。以下では、切断ユニット１０と、保持ユニット２０と、検出ユニット３０と、制御ユニット５０の構成について説明する。

[切断ユニット]
図１及び図２に示すように、切断ユニット１０は、保持ユニット２０の上方に配置され、パッケージ基板４を切断するように構成される。切断ユニット１０は、ブレード１０１と、スピンドル部１０２と、スピンドル部１０２を切断装置１内の所望の位置に移動させる図示しない移動機構とを含む。切断装置１は、一対のスピンドル部１０２を備えるツインスピンドル構成であってもよいし、１つのみのスピンドル部１０２を備えるシングルスピンドル構成であってもよい。スピンドル部１０２は、図示しない移動機構により、図１及び図２中のＸ軸及びＺ軸に沿って移動する。移動機構の動作、つまりスピンドル部１０２の移動及びＸ軸及びＺ軸方向の位置は、後述する制御部５００によって制御される。以下では、図１及び図２中のＺ軸方向を、スピンドル部１０２またはブレード１０１の高さ方向と称することがある。

ブレード１０１は、円環状の刃であり、スピンドル部１０２の先端部に着脱可能に取り付けられる。これにより、ブレード１０１は、スピンドル部１０２とともに図１及び図２中のＸ軸及びＺ軸に沿って移動する。

スピンドル部１０２に取り付けられたブレード１０１は、スピンドル部１０２から回転を伝えられて高速回転することによって、パッケージ基板４にハーフカット及びフルカットを施すように構成される。以下では、ハーフカット用のブレードを第１ブレード１０１Ａ、フルカット用のブレードを第２ブレード１０１Ｂと称する。第１ブレード１０１Ａは第１の厚みを有し、第２ブレード１０１Ｂは第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する。つまり、第２ブレード１０１Ｂは第１ブレード１０１Ａよりも厚みが薄い。なお、第１ブレード１０１Ａ及び第２ブレード１０１Ｂのいずれにも該当する場合には、単にブレード１０１と称することとする。本実施形態では、スピンドル部１０２に対し、第１ブレード１０１Ａ及び第２ブレード１０１Ｂのいずれかが取り付けられ、切断が行われる。

第１ブレード１０１Ａは、導電性を有する材料から構成され、スピンドル部１０２に取り付けられた状態において、スピンドル部１０２と導通可能である。スピンドル部１０２は、後述する検出回路３０１に電気的に接続される。

パッケージ基板４にハーフカットを施す場合、第１ブレード１０１Ａがパッケージ基板４を切断しながら後述するテーブル２０１に対して相対的に移動することによってパッケージ基板４の一部がその厚さ方向に除去される。これにより、第１ブレード１０１Ａによってパッケージ基板４の一部がその厚さ方向に除去される。これにより、パッケージ基板４上には、パッケージ基板４の長手方向に延びるハーフカット溝Ｇ１及びパッケージ基板４の短手方向に延びるハーフカット溝Ｇ２が形成される（図５Ａ参照）。一方、パッケージ基板４にフルカットを施す場合、第２ブレード１０１Ｂが溝パターンに沿ってパッケージ基板４を切断しながらテーブル２０１に対して相対的に移動する。これによってハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の部分が切り離され、パッケージ基板４が複数の分離した半導体パッケージ４０に個片化される。

[保持ユニット]
保持ユニット２０は、パッケージ基板４を保持するように構成される。保持ユニット２０は、移動機構２０３と、テーブル２０１と、テーブル２０１上に配置されたラバー２０２とを含む。切断装置１は、２個の保持ユニット２０を有するツインカットテーブル構成であってもよいし、１個の保持ユニット２０を有してもよいし、３個以上の保持ユニット２０を有してもよい。パッケージ基板４は、保持ユニット２０によって保持され、ブレード１０１に対して相対的に移動しながら、その長手方向及び短手方向に沿って切断される。

ラバー２０２はゴム製の板状部材であり、ラバー２０２には複数の孔が形成されている。ラバー２０２上には、パッケージ基板４が配置される。保持ユニット２０は、必ずしもラバー２０２を含む必要はなく、例えばラバー２０２を省略して構成されてもよいし、ラバー２０２の代わりに他の部材を含んでもよい。

テーブル２０１は、ラバー２０２上に配置されたパッケージ基板４を下方のパッケージ面側から吸着することによってパッケージ基板４を保持する。テーブル２０１は、図のθ方向に回転可能であるとともに、移動機構２０３によって図のＹ軸に沿って移動可能である。

移動機構２０３は、テーブル２０１の下に配置され、テーブル２０１を図のＹ軸に沿って移動させるように構成される。テーブル２０１及び移動機構２０３の動作は、後述する制御ユニット５０によって制御される。

[検出ユニット]
検出ユニット３０は、スピンドル部１０２及び第１ブレード１０１Ａの高さ方向（Ｚ軸方向）の位置の検出に用いられる。検出ユニット３０は、本発明の検出部の一例であり、ＣＣＳ（Contact Cutter Setup）ブロック３００と、検出回路３０１と、検出装置３０２とを含む。ＣＣＳブロック３００は、本発明の接触子の一例であり、導電性を有する材料から構成される。本実施形態では、ＣＣＳブロック３００は、その上面の高さがテーブル２０１の上面の高さと一致するように、テーブル２０１の側方に取り付けられている。つまり、本実施形態のＣＣＳブロック３００は、テーブル２０１とともに移動することが可能である。

検出回路３０１は、第１ブレード１０１ＡがＣＣＳブロック３００の上面に接触すると通電するように構成される回路であり、ＣＣＳブロック３００及びスピンドル部１０２に電気的に接続され、検出装置３０２がこれに組み込まれる。検出回路３０１は、図示しない電源により、ＣＣＳブロック３００及びスピンドル部１０２に一定の電圧を印加するように構成される。検出装置３０２は、検出回路３０１が通電することによる導通状態の変化、言い換えると第１ブレード１０１Ａ（より正確には、第１ブレード１０１Ａの縁端）とＣＣＳブロック３００との接触を検知し、後述する制御部５００に通知する。制御部５００は、スピンドル部１０２の高さ方向の位置を制御し、ある高さ方向の座標を始点として、スピンドル部１０２を徐々にＣＣＳブロック３００の上面に向かって近づける。制御部５００は、第１ブレード１０１ＡとＣＣＳブロック３００との接触が検出されたときのスピンドル部１０２の高さ方向の座標を終点と認識する。これにより、ＣＣＳブロック３００の上面を基準として、始点におけるスピンドル部１０２の、ひいては第１ブレード１０１Ａの高さが検出される。なお、テーブル２０１に対するＣＣＳブロック３００の上面の高さは、予め切断装置１に記憶されている。

検出ユニット３０によるスピンドル部１０２及び第１ブレード１０１Ａの高さの検出は、例えば新規の第１ブレード１０１Ａがスピンドル部１０２に取り付けられた後であって、ハーフカット開始前のタイミングで行われる。このタイミングで検出された高さは基準高さとして制御ユニット５０に記憶される。これに加えて、検出ユニット３０による高さの検出は、ハーフカットの最中の検出タイミングにおいても行われる。ハーフカットの最中に検出された高さの基準高さに対するずれ量は、第１ブレード１０１Ａの径の変化量、すなわち第１ブレード１０１Ａの摩耗量を示す。従って、検出ユニット３０は、ハーフカット中における第１ブレード１０１Ａの摩耗状態を検出するということができる。なお、本発明の「予め定められた要件」とは、例えば基準高さと検出タイミングにおいて検出された高さとのずれ量が、予め定められた閾値未満であることを意味する。

[制御ユニット]
制御ユニット５０は、切断ユニット１０、保持ユニット２０、及び検出ユニット３０に電気的に接続され、各ユニット１０～３０の動作を制御するように構成される。制御ユニット５０は、各ユニット１０～３０と一体的に構成されてもよいし、各ユニット１０～３０とは別体として構成されてもよい。図３に示すように、制御ユニット５０は、制御部５００、表示部５０１、入力部５０２及び記憶部５０３を含む。

制御部５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む。ＲＯＭには、各ユニット１０～３０の動作を制御するための動作プログラム５０００が記憶される。ＣＰＵは、ＲＯＭから動作プログラム５０００を読み出して実行する。ＲＯＭは、ＣＰＵの演算処理に適宜使用される。なお、動作プログラム５０００はＲＯＭではなく、記憶部５０３に記憶されていてもよい。

表示部５０１は、例えば各種の情報をユーザに対して表示するように構成されるとともに、ユーザから後述する切断パラメータや検出パラメータの入力を受け付けるためのユーザインターフェース画面を表示するように構成される。表示部５０１は、液晶表示素子、液晶表示ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、及びタッチパネルディスプレイ等、任意の態様で実現することができる。

入力部５０２は、後述する切断パラメータ及び検出パラメータのユーザによる入力を受け付けるように構成される。入力部５０２は、キーボード、プッシュ式のボタン、タッチパネルディスプレイ等、任意の態様で実現することができる。入力部５０２がタッチパネルディスプレイで実現される場合、入力部５０２は表示部５０１を兼ねていてもよい。

切断パラメータは、パッケージ基板４が切断されるべき位置を指定するパラメータである。パッケージ基板４は、通常、格子状の切断パターンに従って切断されるため、切断パラメータを決定することにより格子状の切断パターンが定まる。これにより、切断パラメータに従ってハーフカットが行われると、パッケージ基板４にはハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２から構成される、切断パターンに従う溝パターンが形成される。切断パラメータは、これに限定されないが、例えばパッケージ基板４の長手方向の長さ及び短手方向の長さ、パッケージ基板４の長手方向及び短手方向において形成すべきハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の本数、並びにハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さを指定する数値とすることができる。なお、パッケージ基板４の長手方向の長さは、ハーフカット溝Ｇ１の長さに一致し、短手方向の長さは、ハーフカット溝Ｇ２の長さに一致する。

検出パラメータは、第１ブレード１０１Ａの摩耗状態を検出する検出タイミングを設定するためのパラメータである。第１ブレード１０１Ａの摩耗は、ハーフカットを施した長さ（切断距離）に応じて進行するため、本実施形態に係る検出パラメータは予め定められた長さとして指定される。つまり、切断装置１は、第１ブレード１０１Ａが検出パラメータに相当する長さのハーフカットを施すごとに検出タイミングが到来するように構成される。検出パラメータとしての長さは適宜選択することができるが、例えば第１ブレード１０１Ａの径が１０μｍ程度摩耗するような長さとすることで、１つのパッケージ基板４に形成されるハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さのばらつきを好ましい範囲に抑制することができる。

切断パラメータ及び検出パラメータは、入力部５０２を介して入力され、ＲＡＭまたは記憶部５０３に記憶される。制御部５００は、記憶された切断パラメータ及び検出パラメータに基づき、検出タイミングを予め割り出すことができる。例えば、制御部５００は、ハーフカットの開始後に形成されるハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２に対する切断距離の合計長さが、初めて予め定められた長さに達したタイミングを第１回目の検出タイミングとすることができる。また、制御部５００は、第１回目の検出タイミング後において形成されるハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２に対する切断距離の合計長さが、初めて予め定められた長さに達したタイミングを第２回目の検出タイミングとすることができる。このようにして、制御部５００は、複数のハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２から構成される溝パターンが形成される間の検出タイミングを、同一のパッケージ基板４に溝パターンを形成する間に、１回または複数回設定する。制御部５００は、これにより、第１ブレード１０１Ａがパッケージ基板４を切断した長さに応じて第１ブレード１０１Ａの高さを検出ユニット３０に検出させる。

上述の通り、検出パラメータは長さとすることができる。ただし、これに基づく検出タイミングは、１本のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が形成される途中のタイミングではなく、１本のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が形成された後のタイミングとすることが好ましい。つまり、第１ブレード１０１Ａの摩耗検出は、１本のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２の形成途中ではなく、１本のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２の形成が終わってから、次のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２の形成が始まるまでの間に行われることが好ましい。

制御部５００は、切断パラメータ及び検出パラメータに基づき、切断ユニット１０及び保持ユニット２０の切断動作を制御する。制御部５００は、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さが、切断パラメータで指定した深さとなるように、スピンドル部１０２（第１ブレード１０１Ａ）の高さ位置を制御する。この高さ位置は、後述するように、検出タイミングにおいて検出された第１ブレード１０１Ａの摩耗状態に応じて補正されることがある。制御部５００は、パッケージ基板４を保持した保持ユニット２０を回転する第１ブレード１０１Ａの下方に進入させ、Ｙ軸方向に移動させることにより、１本目のハーフカット溝Ｇ１を形成する。次に、制御部５００は、スピンドル部１０２を切断パターンにおける１格子分に相当する距離だけＸ軸方向に移動させる。そして、制御部５００は、再び保持ユニット２０を第１ブレード１０１Ａの下方に進入させ、Ｙ軸方向に移動させることにより、２本目のハーフカット溝Ｇ１を形成する。これを繰り返すことで、パッケージ基板４に切断パラメータに従う複数のハーフカット溝Ｇ１が形成される。

その後、制御部５００は、テーブル２０１を９０度回転させ、切断ユニット１０及び保持ユニット２０を同様に動作させる。これにより、パッケージ基板４に切断パラメータに従う複数のハーフカット溝Ｇ２がさらに形成される。なお、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２を形成する順序は、逆であってもよい。

制御部５００は、例えばスピンドル部１０２の移動回数、保持ユニット２０の移動回数及びテーブル２０１の回転回数に基づき、形成されたハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の数をカウントする。これにより、制御部５００は、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２が１本形成されるごとに、検出タイミングが到来したか否かを判断することができる。

＜１－２．パッケージ基板＞
本実施形態で対象とするパッケージ基板４は、その種類は特に限定されないが、例えばウェッタブルＱＦＮ（Quad Flat No-leaded）パッケージ基板である。パッケージ基板４にハーフカット及びフルカットを施すことで、図４に示すような半導体パッケージ４０が製造される。ここで、パッケージ基板４とは、半導体チップ、抵抗素子、キャパシタ素子等の電子素子が接続された基板に対して、少なくとも電子素子を樹脂封止するように樹脂成形したものである。パッケージ基板４を構成する基板としては、リードフレーム、プリント配線板を用いることができ、これら以外にも、半導体製基板、金属製基板、セラミック製基板、ガラス製基板、樹脂製基板等を用いることができる。また、パッケージ基板４を構成する基板には、配線が施されていても施されていなくてもよい。

図４に示されるように、半導体パッケージ４０においては、図中の上面（端子４２が形成されている面）と側面との境界部分に段差部４１が形成されている。半導体パッケージ４０が面実装された場合には、半田が段差部４１に入り込む。これにより、半導体パッケージ４０に関して、立体的な半田接続構造を実現することができる。また、半田が段差部４１に入り込んでいるため、実装後の外観検査において、半導体パッケージ４０の側面から半田フィレットを容易に観察することができる。このように、半導体パッケージ４０には、様々な利点が存在する。

図５Ａ及び５Ｂは、段差部４１の形成方法を説明する図である。まず、第１の厚みを有する第１ブレード１０１Ａが、既に述べた格子状の切断パターンに沿って、パッケージ基板４上にハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２を形成する。すると、図５Ａに示すように、パッケージ基板４上に複数のハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２から構成される格子状の溝パターンが形成される。なお、図５Ａに示す一点鎖線の外側の周縁部４Ａは、フルカット後に半導体チップ等を含まず、半導体パッケージ４０とはならない領域を示す。切断パラメータは、周縁部４Ａが形成されるように適宜設定される。

図５Ｂはハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の付近の断面模式図である。溝パターンの形成後、第２ブレード１０１Ｂが、位置Ｐ１においてパッケージ基板４をフルカットし、パッケージ基板４を個片化する。位置Ｐ１は、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の中心であることが好ましい。これにより、段差部４１が形成された複数の半導体パッケージ４０が製造される。なお、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の断面形状は、図５Ｂに示す形状に限定されない。

ハーフカットによりパッケージ基板４に溝パターンを形成する場合、なるべく均一な深さのハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２がパッケージ基板４上に形成されることが重要であり、高い精度が求められる。しかしながら、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２から構成される溝パターンを形成する間にも第１ブレード１０１Ａの摩耗が進行するため、同一のパッケージ基板４においてもハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さがばらつくおそれがある。ここで、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さとは、パッケージ基板４の上面からハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の最下の位置までの長さをいうものとする。

切断装置１によれば、ハーフカットの間にも第１ブレード１０１Ａの摩耗検出を行い、必要に応じて第１ブレード１０１Ａの高さ調整の制御を行うため、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さのばらつきを一定の範囲内に抑えることができる。以下、切断装置１の動作について説明する。

＜１－３．切断装置の動作＞
図６は、切断装置１がパッケージ基板４に溝パターンを形成する際に行う、一連の切断動作の流れを示すフローチャートである。図６に示す切断動作は、例えば第１ブレード１０１Ａがスピンドル部１０２に取り付けられたタイミングで開始する。

ステップＳ１では、スピンドル部１０２、つまり第１ブレード１０１Ａの高さ方向の基準高さが検出される。制御部５００は、まずスピンドル部１０２を保持ユニット２０に対して相対的に移動させ、ＣＣＳブロック３００の上方に配置する。そして、図７に示すように、スピンドル部１０２の高さ方向の位置を徐々に下げ、第１ブレード１０１ＡをＣＣＳブロック３００の上面に接触させる。このとき、ＣＣＳブロック３００の上面における接触箇所は、これまで第１ブレード１０１Ａが接触したことがない箇所が選ばれる。第１ブレード１０１Ａが接触したことがある箇所は、傷が付いて平坦ではない可能性があるためである。制御部５００は、検出された基準高さの座標を、ＲＡＭまたは記憶部５０３に保存する。ステップＳ１は、本発明の「第１ブレードの基準高さを設定するステップ」の一例である。

ステップＳ２では、入力部５０２を介して、ユーザから検出パラメータ及び切断パラメータが入力される。制御部５００は、入力されたこれらのパラメータを、ＲＡＭまたは記憶部５０３に保存する。また、制御部５００は、これらのパラメータに基づいて検出タイミングを割り出す。

ステップＳ３では、切断装置１において、制御部５００が切断ユニット１０及び保持ユニット２０の動作を制御し、切断パターンに従う溝パターンを形成するためのハーフカットが行われる。つまり、ステップＳ３では、切断装置１がパッケージ基板４を切断しながらパッケージ基板４に対して相対的に移動する第１ブレード１０１Ａを用いて、パッケージ基板４にハーフカット溝Ｇ１またはＧ２を形成する。第１ブレード１０１Ａによりハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が１本形成されると、ステップＳ４が実行される。

ステップＳ４では、制御部５００が、検出タイミングが到来したか否か、言い換えると、第１ブレード１０１Ａがパッケージ基板４を切断した長さが検出パラメータとして予め定められた長さに達したか否かを判断する。制御部５００が検出タイミングは未だ到来していないと判断する場合は、ステップＳ３に戻り、次のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が形成される。一方、制御部５００が検出タイミングが到来したと判断する場合は、次のステップＳ５が実行される。

ステップＳ５では、切断装置１において、ハーフカット（溝パターンを形成する工程）が中断される。具体的には、制御部５００が、ハーフカットを中断するための信号を切断ユニット１０及び保持ユニット２０に送信し、切断ユニット１０及び保持ユニット２０をハーフカットの一時中断状態とする。

ステップＳ６では、制御部５００が、検出ユニット３０にスピンドル部１０２（第１ブレード１０１Ａ）の高さを検出させる。制御部５００は、ステップＳ１での制御と同様にして、第１ブレード１０１ＡをＣＣＳブロック３００の上面に接触させる。このとき、上述した理由により、ＣＣＳブロック３００の上面における接触箇所は、これまで第１ブレード１０１Ａが接触したことがない箇所が選ばれる。制御部５００は、検出された高さの座標を、ＲＡＭまたは記憶部５０３に保存する。

続くステップＳ７では、制御部５００が、検出タイミングにおけるスピンドル部１０２（第１ブレード１０１Ａ）の高さの座標と、ステップＳ１で検出された基準高さの座標とに基づいて、第１ブレード１０１Ａの摩耗量である、検出された高さの基準高さからのずれ量を算出する。

続くステップＳ８では、制御部５００が、検出された高さが予め定められた要件を充足するか否か、つまり算出された第１ブレード１０１Ａの摩耗量（高さのずれ量）が予め定められた閾値未満であるか否かを判断する。摩耗量が閾値以上であり、検出された高さが要件を充足しないと判断される場合は、次のステップＳ９が実行される。閾値は、同一のパッケージ基板４内において許容されるハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さのばらつきの範囲に基づいて適宜設定することができ、例えば１０μｍである。閾値は、予め記憶部５０３またはＲＡＭに保存される。

ステップＳ９では、制御部５００が、摩耗量に応じてスピンドル部１０２（第１ブレード１０１Ａ）の高さ方向の位置を補正する。つまり、制御部５００が、スピンドル部１０２を、第１ブレード１０１Ａの摩耗量の分だけ下方に移動させる。その後、ステップＳ１０が実行される。

一方、ステップＳ８において、検出された高さが予め定められた要件を充足する、つまり摩耗量が閾値未満であると判断される場合は、制御部５００はスピンドル部１０２の高さ方向の位置の補正を行わない。制御部５００は、ハーフカット（溝パターンを形成する工程）を再開するための信号を切断ユニット１０及び保持ユニット２０に送信し、切断ユニット１０及び保持ユニット２０の一時中断状態を解除する。そして、ステップＳ３に戻り、次のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が形成される。

ステップＳ１０では、切断装置１において、ハーフカット（溝パターンを形成する工程）が再開される。具体的には、制御部５００が、ハーフカットを再開するための信号を切断ユニット１０及び保持ユニット２０に送信し、切断ユニット１０及び保持ユニット２０の一時中断状態を解除する。

ステップＳ１１では、制御部５００が、ハーフカットを終了するか否かを判断する。切断パラメータにより予定されていた溝パターンの形成が完了した場合、制御部５００はハーフカットを終了すると判断し、切断装置１による切断操作が終了する。一方、溝パターンの形成が完了していない場合、制御部５００はハーフカットを継続すると判断する。そして、再びステップＳ３が実行される。その場合は、ステップＳ１１でハーフカットを終了すると制御部５００により判断されるまで、すなわち切断パターンに従う溝パターンの形成が完了するまで、ステップＳ３～ステップＳ１１が繰り返される。ステップＳ３～ステップＳ１１は、本発明の「切断対象物を切断しながら切断対象物に対して相対的に移動する第１ブレードを用いて、切断対象物にハーフカット溝から構成される溝パターンを形成するステップ」の一例である。

切断装置１は、図６に示す切断動作の終了後に、さらにフルカットを行うことができる。この場合、ブレード交換が行われ、スピンドル部１０２には第１ブレード１０１Ａに代えて第２ブレード１０１Ｂが取り付けられる。そして、交換後の第２ブレード１０１Ｂによるフルカットが行われる。第２ブレード１０１Ｂは、形成された溝パターンに従って厚さ方向にパッケージ基板４を切断し、分離する。これにより、個片化された複数の半導体パッケージ４０が得られる。このフルカット工程は、本発明の「第１ブレードよりも厚みが薄い第２ブレードを用いて、切断対象物に形成された溝パターンに沿って切断対象物を切断することにより、互いに分離した切断品を得るステップ」の一例である。フルカット終了後の半導体パッケージ４０は、パッケージ基板４の周縁部４Ａであった部分も含め、切断装置１が備える他のユニットに送られてもよい。

＜１－４．特徴＞
以上のように、第１実施形態に係る切断装置１では、第１ブレード１０１Ａがパッケージ基板４に溝パターンを形成する途中、検出タイミングで第１ブレード１０１Ａの摩耗量が検出され、必要に応じて第１ブレード１０１Ａの高さ位置が補正される。これにより、第１ブレード１０１Ａの摩耗量を適切に管理することができ、同一のパッケージ基板４に形成されるハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さのばらつきを抑えることができる。

切断装置１によれば、検出タイミングにおける第１ブレード１０１Ａの摩耗検出が、ＣＣＳブロック３００による接触式高さ検出を利用して行われる。これにより、第１ブレード１０１Ａの摩耗量をより精度よく検出することができる。また、ＣＣＳブロック３００がテーブル２０１の側方に取り付けられていることにより、効率的に摩耗検出を行うことができる。さらに、ＣＣＳブロック３００の上面の高さとテーブル２０１の上面の高さとが一致するようにＣＣＳブロック３００が配置されていることにより、より高い精度で高さを検出することができる。

＜２．第２実施形態＞
上記第１実施形態に係る切断装置１は、検出部として、ＣＣＳブロック３００、検出回路３０１及び検出装置３０２を含む検出ユニット３０を備えていた。しかし、第２実施形態に係る切断装置１Ａは、検出部として発光部３０３及び受光部３０４を含む検出ユニット３１を備える点で、第１実施形態と相違する。すなわち、第１ブレード１０１Ａの摩耗が、切断装置１では接触子を用いた接触方式で検出されたが、切断装置１Ａでは第１ブレード１０１Ａを接触子に接触させない非接触方式で第１ブレード１０１Ａの摩耗が検出される。以下、切断装置１Ａの構成について説明するが、切断装置１と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

＜２－１．構成＞
図７に示すように、切断装置１Ａにおいては、発光部３０３及び受光部３０４がＸ軸方向に間隔を空けて、互いに向かい合うようにそれぞれ取り付けられている。発光部３０３及び受光部３０４の間の間隔は、第１ブレード１０１Ａが通過できる程度の間隔である。発光部３０３は、受光部３０４に向かって光を発するように構成され、受光部３０４には発光部３０３が発した光線が到達する。

発光部３０３は、発光素子を含む。発光素子の例としては、ファイバセンサの投光側ファイバやＬＥＤ等が挙げられる。発光素子は、後述する受光部３０４の受光素子と向かい合うように配置され、Ｘ軸と実質的に平行な光線を発する。

受光部３０４は、受光素子を含む。受光素子の例としては、ファイバセンサの受光側ファイバやＬＥＤが発した光を受光する受光素子等が挙げられる。受光素子は、発光部３０３の発光素子と向かい合い、かつ発光素子とＺ軸方向の位置が一致するように配置される。発光素子と受光素子との間が物体によって遮られていない状態において、受光素子には、発光素子が発した光線が到達する。受光素子は、自身に到達する光線の変化を電気信号に変換するように構成される。

発光素子と受光素子との間に物体が存在すると、発光素子が発した光線は、物体によって遮断され、受光素子には到達しないか殆ど到達しなくなる。これにより、受光素子の発する電気信号が変化し、光線のＺ軸方向の位置に物体が存在することが検出される。物体が第１ブレード１０１Ａであるとき、検出ユニット３１は、受光部３０４に到達する光線の変化を検出することにより、第１ブレード１０１Ａの縁端が光線のＺ軸方向の位置に存在することを検出する。検出ユニット３１による光線の変化の検出状態は、制御部５００に通知される。制御部５００は、第１実施形態と同様、ある高さ方向の座標を始点として、スピンドル部１０２を徐々に発光部３０３及び受光部３０４の間の光線に向かって近づける。制御部５００は、検出ユニット３１からの通知に基づき、第１ブレード１０１Ａによる光線の遮断が検出されたときのスピンドル部１０２の高さ方向の座標を終点と認識する。これにより、始点におけるスピンドル部１０２の、ひいては第１ブレード１０１Ａの高さが検出される。

発光部３０３が発する光線の高さは、予め記憶部５０３またはＲＡＭに記憶される。

制御部５００は、検出タイミングにおいて、第１ブレード１０１ＡがＸ軸方向において発光部３０３と受光部３０４との間に存在する状態で、第１ブレード１０１Ａを徐々に下方に移動させる。第１ブレード１０１Ａの縁端によって発光部３０３が発する光線が遮断されると、受光部３０４がこれを検出する。制御部５００は、検出ユニット３１からの通知に基づき、スピンドル部１０２（第１ブレード１０１Ａ）の高さを導出する。制御部５００は、第１ブレード１０１Ａがハーフカットを行う前に検出されたスピンドル部１０２の基準高さと、検出タイミングにおいて検出されたスピンドル部１０２の高さとに基づいて、第１ブレード１０１Ａの摩耗量を算出する。その後、制御部５００は、切断装置１と同様に、必要な場合はスピンドル部１０２の高さ位置を補正する。

なお、切断装置１Ａにおいて、ハーフカットの開始前に検出されるスピンドル部１０２の基準高さは、検出ユニット３０により検出されてもよい。つまり、切断装置１Ａは、検出ユニット３０に加えて検出ユニット３１を備えていてもよい。また、切断装置１Ａにおいて、ハーフカットの開始前に検出されるスピンドル部１０２の基準高さは、検出ユニット３１により検出されてもよい。つまり、切断装置１Ａは、検出ユニット３０に代えて検出ユニット３１を備えていてもよい。

＜２－２．特徴＞
切断装置１Ａによれば、検出タイミングにおける第１ブレード１０１Ａの摩耗検出が、第１ブレード１０１Ａを接触子に接触させない非接触方式により行われる。これにより、第１ブレード１０１Ａに負担をかけることなく第１ブレード１０１Ａの摩耗状態が管理され、ハーフカット溝Ｇ１，Ｇ２の深さのばらつきが低減される。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

＜３－１＞
検出ユニット３０の構成は、上記実施形態の構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、テーブル２０１自体が接触子として構成されてもよい。また、接触子としてのＣＣＳブロック３００を配置する位置は、上記実施形態に限られず、例えばテーブル２０１と離れていてもよく、適宜変更することができる。また、切断装置が備えるＣＣＳブロック３００の数も特に限定されない。また、検出回路３０１の構成も適宜変更されてよい。

＜３－２＞
切断パラメータは、上記実施形態で例示したパラメータに限定されず、切断パターンを指定可能なパラメータであれば、どのような種類のパラメータを用いてもよい。また、パッケージ基板４の種類と切断パターンとが対応している場合は、この対応関係を示す対応関係データを予め制御ユニット５０に記憶させておくこともできる。この場合、ユーザがパッケージ基板４の種類を入力すると、制御部５００が対応関係データから該当の切断パラメータを呼び出し、これに基づいて制御を行うように構成されてもよい。

＜３－３＞
検出タイミングは、制御部５００によって予め割り出されていなくてもよい。制御部５００は、ハーフカットの最中、スピンドル部１０２及びテーブル２０１の移動回数、及びテーブル２０１の回転回数等に基づいて第１ブレード１０１Ａがハーフカットを施した長さをモニタリングし、この長さと検出パラメータとに応じ、検出タイミングを適時に決定してもよい。

＜３－４＞
発光部３０３及び受光部３０４による光線の検出方法は、適宜変更することができる。例えば、発光部３０３及び受光部３０４は、発光素子と受光素子とがともにＸ軸方向に向くように、Ｘ軸方向において同じ位置に設置されてもよい。この場合、例えば発光部３０３により発せられた後に第１ブレード１０１Ａによって反射され、受光部３０４に到達する光線を受光部３０４が検出することにより、第１ブレード１０１Ａの摩耗が検出されてもよい。また例えば、発光部３０３が発した光線を受光部３０４に向かって反射する反射体が切断装置１Ａ内の適当な位置に設けられ、受光部３０４に到達する反射光が第１ブレード１０１Ａにより遮断されたことを検出するようにしてもよい。

＜３－５＞
ステップＳ１及びステップＳ２が実行される順序は、逆であってもよい。つまり、検出パラメータが入力された後に、スピンドル部１０２の基準高さの検出が行われてもよい。

＜３－６＞
切断ユニット１０及び保持ユニット２０の動作は、上記実施形態において例示された動作に限定されない。例えば、テーブル２０１が可能な動作は回転動作のみとし、スピンドル部１０２をＹ軸方向に移動させることによって、パッケージ基板４の切断が行なわれてもよい。すなわち、テーブル２０１とブレード１０１とを相対的に移動させることにより、パッケージ基板４の切断が行われればよい。

＜３－７＞
上記実施形態では、切断対象物はパッケージ基板４、切断品は半導体パッケージ４０としてそれぞれ例示された。しかしながら、切断対象物及び切断品の例はこれに限られない。

＜３－８＞
上記実施形態では、ハーフカットの終了後、第１ブレード１０１Ａが第２ブレード１０１Ｂに交換された。しかし、切断装置１及び１Ａがスピンドル部１０２を２つ以上備える場合は、予め別のスピンドル部１０２に第２ブレード１０１Ｂを取り付けておき、ブレード１０１の交換を行うことなくフルカットを行ってもよい。また、ハーフカットの終了後であって、フルカットが開始される前のタイミングでは、例えばメッキ処理等、切断とは別のパッケージ基板４に対する処理が行われてもよい。

＜３－９＞
上記実施形態では、本発明における「溝パターンを形成する工程」とは、例えば、上述したステップＳ３～Ｓ１１の間を意味する。この場合「溝パターンを形成する工程」とは、フルカットが行われる前に予定している全てのハーフカットが行われる工程の間を意味する。ただし、切断装置１及び１Ａは、１本のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が形成されている途中に第１ブレード１０１Ａの高さ検出を行うように構成されてもよい。この場合、「溝パターンを形成する工程」とは、１本のハーフカット溝Ｇ１またはＧ２が形成されている間を意味する。

切断装置１及び１Ａは、ハーフカットのみを行うハーフカット専用装置として構成されてもよい。この場合、切断装置１及び１Ａのブレード交換は省略することができる。そして、第２ブレード１０１Ｂを用いたフルカットは、別の装置を用いて行われてもよい。すなわち、本発明の「第１ブレードよりも厚みが薄い第２ブレードを用いて、切断対象物に形成された溝パターンに沿って切断対象物を切断することにより、互いに分離した切断品を得るステップ」は、切断装置１及び１Ａとは別の装置により行われてもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態について例示的に説明した。すなわち、例示的な説明のために、詳細な説明及び添付の図面が開示された。よって、詳細な説明及び添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。従って、それらの必須でない構成要素が詳細な説明及び添付の図面に記載されているからといって、それらの必須でない構成要素が必須であると直ちに認定されるべきではない。

１ 切断装置
１Ａ 切断装置
４ パッケージ基板
１０ 切断ユニット
２０ 保持ユニット
３０ 検出ユニット
４０ 半導体パッケージ
５０ 制御ユニット
１０１ ブレード
１０１Ａ 第１ブレード
１０２Ｂ 第２ブレード
２０１ テーブル
３００ ＣＣＳブロック
３０１ 検出装置
３０２ 検出回路
３０３ 発光部
３０４ 受光部
５００ 制御部
Ｇ１，Ｇ２ ハーフカット溝

Claims (8)

1. 切断対象物を厚さ方向に切断することにより、前記切断対象物にハーフカット溝を形成するように構成された切断装置であって、
   前記切断対象物を保持するテーブルと、
   前記切断対象物を切断しながら前記テーブルに対して相対的に移動することにより、ハーフカット溝により構成される溝パターンを前記切断対象物に形成するブレードが取り付けられるスピンドル部と、
   前記ブレードの高さを検出する検出部と、
   前記ブレードの前記高さ方向の位置を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記ブレードが１つの前記切断対象物に前記溝パターンを形成する工程の間、前記ブレードが前記切断対象物を切断した長さに応じて前記検出部に前記ブレードの前記高さを検出させ、前記検出された高さが予め定められた要件を充足していない場合に、前記ブレードの前記高さ方向の位置を補正する、
   切断装置。
2. 前記検出部は、導電性を有する接触子と、前記接触子に前記ブレードを接触させると通電するように構成される検出回路とを有し、
   前記検出部は、前記検出回路の通電を検出することにより、前記ブレードの高さを検出するように構成される、
   請求項１に記載の切断装置。
3. 前記接触子は、前記テーブルの側方に配置される、
   請求項２に記載の切断装置。
4. 前記検出部は、光線を発する発光部と、前記発光部により発せられた光線が到達する受光部とを有し、
   前記検出部は、前記ブレードによる前記光線の遮断または前記ブレードによる前記光線の反射によって前記受光部に到達する光線の変化を検出することにより、前記ブレードの高さを検出するように構成される、
   請求項１に記載の切断装置。
5. 切断対象物を厚さ方向に切断することにより切断品を製造する製造方法であって、
   前記切断対象物を切断しながら前記切断対象物に対して相対的に移動する第１ブレードを用いて、前記切断対象物にハーフカット溝から構成される溝パターンを形成するステップと、
   前記第１ブレードよりも厚みが薄い第２ブレードを用いて、前記切断対象物に形成された前記溝パターンに沿って前記切断対象物を切断することにより、互いに分離した切断品を得るステップと、
   を含み、
   前記溝パターンを形成するステップは、
   前記第１ブレードが前記切断対象物を切断した長さに応じて前記第１ブレードの前記高さを検出するステップと、
   前記検出された高さが予め定められた要件を充足していない場合に、前記第１ブレードの前記高さ方向の位置を補正するステップとを含む、
   製造方法。
6. 前記高さを検出するステップは、前記第１ブレードが前記切断対象物を切断した長さが、予め定められた長さに達すると行われる、
   請求項５に記載の製造方法。
7. 前記予め定められた要件は、前記検出された高さの基準高さからのずれ量が、予め定められた閾値未満であることである、
   請求項５または６に記載の製造方法。
8. 前記第１ブレードの前記基準高さを設定するステップ
   をさらに含み、
   前記基準高さを設定するステップは、前記溝パターンを形成するステップよりも前に実行される、
   請求項7に記載の製造方法。

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